由于准噶尔部尚未归入清朝的版图，康熙时的测绘最西北只能达到哈密一带。
乾隆二十年(公元1755年)，清军从乌里雅苏台(今蒙古国扎布哈朗特)和巴里坤(今新疆巴里坤)两路进击，攻入伊犁，天山南北初步平定。第二年，乾隆命都御史何国宗率西洋人赴新疆测绘。自二月开始，分南、北两路同时进行，北路由努三负责，南路由何国宗、哈清阿负责。由于天山南路的叛乱尚未完全平息，所以只测量了吐鲁番地区及开都河流域，测绘主要是在天山北路进行的，至当年十月结束。
乾隆二十四年(公元1759年)，清军攻克喀什噶尔(今喀什市)和叶尔羌，天山南北两路完全平定。当年五月，乾隆派明安图率队到天山南路各地测绘，远至塔什干、撒马尔罕及克什米尔等地，历时近一年，至次年三四月间结束。
这两次测绘的范围是哈密以西、巴尔喀什湖以东以南，测定经纬度的地点至少有90多个。各地点的绝对位置虽不一定正确，但其相对位置还是比较精确的。与康熙时不同的是，测绘的负责人已完全由中国官员担任，西方传教士充当了他们的助手和具体工作人员，参加的传教士有亚洛沙(F.L.Arrocha)、爱司丙哈(J.E-spinha)和哥皮尔(Antvine Gaubil)等人。
至此，中国全境的经纬度测量已告完成，而作为这项技术发源地的欧洲，大多数国家都还没有开始或尚未完成本国的大地测量。这说明，中国的地图测绘再一次走到了世界的前列。